: Литература - Микробиология (ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ)
Лекция по микробиологии.
ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ.
Возбудителем ВИЧ-инфекции является вирус иммунодефицита человека: ВИЧ (1,2)
- он может быть двух типов (1 и 2) (по английски HIV).
Заболевание которое вызывает ВИЧ называется ВИЧ-инфекцией. Под термином
СПИД подразумевается конечная -- терминальная стадия ВИЧ - инфекции. Поэтому
правильно говорить ВИЧ, а не вирус СПИДа.
Возбудитель ВИЧ- инфекции относится к семейству
Retroviridae. Представители этого семейства поражают самых различных животных
-- грызунов, птиц, млекопитающих, человека. Вирусы входящие в это семейство
являются РНК-овыми, они способны с помощью обратной транскриптазы образовывать
ДНК на матрице вирусной РНК. ДНК затем способна встраиваться в хромосому клетки
и существовать там. Этим обусловлены особенности эпидемиологии ретровирусных
инфекций -- наличие как горизонтального, так и вертикального пути передачи.
Вертикальный путь передачи это путь передачи потомству в составе хромосомы (не
в процессе родов, а по наследству во время формирования зиготы).
Возбудитель ВИЧ- инфекции относится к роду Lentovirus, который включает в
себя тех представителей семейства ретровирусов, которые вызывают медленные
вирусные инфекции.
ВИЧ-1 был открыт в 1982 году Галло и параллельно Мортанье. ВИЧ-2 был открыт
в 1985 году, впервые описан в Западной Африке. Структурно ВИЧ-1 отличается от
ВИЧ-2 по строению гликопротеидов мембраны. Чаще всего встречается ВИЧ-1.
Клиника, патогенез заболеваний вызываемых вирусами одинаковы.
Строение вируса. В центре вирусной частицы находятся 2
зигзагообразных молекулы РНК. Вместе с молекулами РНК находятся 2 молекулы
обратной транскриптазы (или ревертазы). Они упакованы с помощью белков: р-15,
р-24. Вирус имеющее внешнюю оболочку, представленную белком р-18 и
липопротеидную оболочку -- суперкапсид. Липопротеид имеет антигенные
детерменанты -- молекулы гликопротеидов, напоминающие гриб, ножка которого
погружена в мембрану суперкапсида, а шляпка обращена наружу. Шляпка образована
так называемым гликопротеидом р-120, а ножка представлена gp-41. Весь
гликопротеидный рецептор, включающий в себя и шляпку и ножку называется gp-160.
Вирус имеет округлую форму, средние размеры 100-140 нм, вирус является сложным
(окружен суперкапсидом и белковыми оболочками). Геном вируса содержит 9 генов
из них 3 структурных и 6 регуляторных. Геном является очень изменчивым:
постоянно идет процесс антигенного дрейфа. Существует несколько серологических
рас вируса: 8 уже сформированных антигенных вариантов: A B C D E F G H.
Значение варианта вируса позволяет предположить источник заражения. Так
например в Африке чаще всего встречается антигенные варианты F G H, В чаще
всего передается среди гомосексуалистов.
Высокая изменчивость, текучесть антигенного состава крайне затрудняет
разработку специфической профилактики -- разработку вакцины.
Культивирование вируса: in vitro культивируется в 2
биологических средах -- в культуре клеток, лимфоцитов хелперов с добавлением
различных стимуляторов роста -- фитогемагглютинина и других, существует эффект
цитопотического действия, который выражается в образовании симпласта, то есть
стабильной клетки из Т-лимфоцитов, межклеточные перегородки которых сливаются
образуя огромные пласты или сети, представляющие как бы одну клетку имеющую
200-300-500 ядер. В культуре накапливаются миллионы и миллиарды копий вируса.
Подобная культура используется для накопления вирусов с целью получения
диагностических препаратов. Второй биологической моделью для культивирования
вируса являются животные -- специальные чистолинейные кролики, шимпанзе,
гиббоны. Вирус в лабораторных животных размножается, но каждое из них является
тупиком: от одного к другому животному и от животного к человеку этот вирус не
передается, но вирус можно накапливать, можно моделировать патогенез
заболевания .
Устойчивость вируса. Вирус обладает средней для сложных
вирусов устойчивостью. Он мгновенно погибает при кипячении, но для того чтобы
гарантировать что вирус погиб нужно кипятить 20-30 мин, очень быстро погибает
под действием различных дезинфектантов -- перекись водорода, глутаральдегид,
хлор- , фенол-содержащих препаратов. Для обработки рук и антисептических
процедур рекомендуют применять хлоргексидин, спирт не очень быстро убивает
вирус (70% за 10 мин). При нагревании до 180 вирус в течении часа погибает на
100%, при автоклавировании на 100%. В настоящее время методы которые реально
могут гарантировать нам уничтожение ВИЧ это автоклавирование и воздушная
стерилизация. Все остальные методы являются методами интенсивной дезинфекции,
но не стерилизации, поскольку никто не знает чем покрыты вирионы в том
материале который обрабатывается. Вирионы могут находится внутри комка
биологической жидкости и переживать обработку дезинфектантами.
Взаимодействие вируса с клетками организма.
В организме вирусы взаимодействуют с СД-4 рецепторами которые располагаются
на поверхности иммунокомпетентных клеток -- лимфоцитов, макрофагов, а также все
клетки имеющие отношение к макрофагальной системе. Взаимодействия вируса с
клеткой мишенью включает 6 стадий: адсорбция к СД-4 рецепторам, прокол клетки,
затем эндоцитоз, депротеинизация с участием протеинкиназ клетки хозяина, синтез
ДНК на матрице (--) РНК с участием обратной транскриптазы, на матрице ДНК затем
может происходить синтез вирусной РНК. ДНК вируса включается в геном клетки,
затем происходит синтез вирусных компонентов -- белков, затем происходит
самосборка вириона и его отпочкование, в ходе которого вирус приобретает
суперкапсид. Процесс взаимодействия вируса с чувствительной клеткой происходит
с различной скоростью: вирус может персистировать в клетке ничем себя не
проявляя, у него может отсутствовать синтез нуклеиновых кислот и белков, второй
тип взаимодействия соответствует медленному размножению и отпочкованию вируса и
инфецированию новых клеток. Третий вариант -- быстрое размножение вируса в
клетке, гибель ее и выход вируса. Обычно в одной клетке образуется 10000 новых
вирусов.
На использовании этих этапов взаимодействия вирусов и клеток основаны
методы лечения и профилактики.
Эпидемиология ВИЧ- инфекции.
Предполагают что вирус существовал в человеческой популяции до того как
началась пандемия. Уже после открытия вируса было установлено по сохранившимся
сывороткам что вирус был в 1976 году в Англии, в 1966 году в Африке, в 1952 - в
Африке. Однако групповых вспышек не было зарегистрировано.
ВИЧ присутствует у больного человека во всех клетках где есть СД-4
рецепторы -- это Т-хелперы, тканевые макрофаги, в клетках кишечника, слизистых
и т д. У инфецированного человека вирус выделяется со всеми биологическими
жидкостями: максимальное количество его находится в крови в семенной жидкости.
Среднее количество вируса - в лимфе, ликворе, влагалищном отделяемом (100-1000
вирионов на 1 мл). Еще меньше вируса в молоке кормящей матери, в слюне, слезах,
поте. Содержание вируса в них таково что этого недостаточно чтобы вызвать
инфекцию.
Механизм , пути передачи вируса. Из горизонтальных путей
передачи аэрозольный, фекально-оральный пути отсутствуют, трансмиссивный путь
не был установлен, хотя было зарегистрировано присутствие вируса в клопах.
Контактно-бытовым путем вирус также не передается. Таким образом, вирус
передается половым путем -- гомо- и гетеросексуальным способом.
Описан артифициальный механизм передачи ВИЧ -- это искусственный путь
передачи через хирургическое или искусственное воздействие, с повреждением
кожных покровов или слизистых. В медицине -- это хирургические вмешательства,
уколы и т д. Кроме того артифициальный путь возможен в парикмахерских а также
при пользовании зубными щетками при нанесении татуировок.
Во всем мире зарегистрировано 19,5 млн ВИЧ- инфецированных (на самом деле
их приблизительно в 5 раз больше), из них 18 млн взрослых и 1,5 млн детей, 6
млн больных СПИДом. В России -- около 1000 ВИЧ- инфецированных, из них около
100 в Петербурге и области. Пандемия развивается не так интенсивно как
предполагали. На 1995 год прогнозировали 500 млн ВИЧ- инфецированных. В Америке
основным путем распространения (70%) является гомосексуальный, 20% больных
наркоманы. В Японии, Китае основной путь заражения через переливание крови, в
России 30% больных составляют гомосексуалисты, в 30% заражение произошло
гетеросексуальным путем, 10% через переливание крови, остальное через общий
шприц и другими путями.
Существуют профессиональные заражения среди медицинских работников. Риск
заражения у мед работников, имеющих дело со специальными манипуляциями,
связанными с повреждением пациента составляют 0,5-1%. В основном это врачи
хирурги, акушеры, стоматологи. При переливании крови инфецированного ВИЧ риск
заболеть составляет почти 100%. Если человек пользуется общим шприцем с больным
ВИЧ- инфекцией риск составляет 10%. Гетеросексуальные контакты с точки зрения
эпидемиологии более безопасны: при единственном контакте с инфецированным ВИЧ
риск заболевания составляет 0,1%. При гомосексуальном контакте риск составляет
от 10 - 50% при единственном контакте.
Патогенез. Инфекция начинается с внедрения вируса в
организм человека. Патогенез ВИЧ- инфекции включает в себя 5 основных периодов.
Инкубационный период продолжается от инфецирования до появления антител и
составляет от 7 до 90 дней. Вирус размножается экспотенциально. Никаких
симптомов не наблюдается. Человек становится заразным через неделю. Стадия
первичных проявлений характеризуется взрывообразным размножением вируса в
различных клетках, содержащих СД-4 рецептор. В этот период начинается
сероконверсия. Клинически эта стадия напоминает любую острую инфекцию:
наблюдается головная боль, лихорадка, утомляемость, может быть диарея,
единственным настораживающим симптомом является увеличение шейных и подмышечных
лимфоузлов. Эта стадия продолжается 2-4 недели, затем начинается латентный
период. В этот период вирус замедляет свою репликацию и переходит в состояние
персистенции. Латентный период длится достаточно долго - 5-10 лет, у женщин до
10 лет, у мужчин в среднем 5 лет. В этот период единственным клиническим
симптомом является лимфаденопатия -- длительная, генерализованная и необратимая
(то есть увеличение практически всех лимфоузлов). Уменьшается количество
Т-хелперов по отношению к Т-супрессорам, исчезают реакции гиперчувствительности
замедленного типа (например, реакция Манту). Четвертый период включает в себя
СПИД-ассоциированный комплекс (или пре-СПИД). Вирус начинает интенсивно
размножаться во всех тканях и органах, взрывообразно реплицироваться с
повреждением клеток. Наиболее сильно повреждаются Т-хелперы, происходит и
полная деструкция, что приводит к дерегуляции всей иммунной системы, резко
снижается иммунитет как гуморальный так и клеточный. На этот фоне развиваются
инфекционные и неинфекционные проявления: саркома Капоши -- это злокачественная
опухоль нижних конечностей, которая встречается крайне редко, а у больных ВИЧ-
инфекцией она поражает 80% больных, лимфома, инфекции и инвазии крайне
разнообразны и представляют непосредственную угрозу жизни больного: вирусные
инфекции -- вирус герпеса, из бактерий активизируются микобактерии туберкулеза,
стафилококки, стрептококки, легионеллы. Грибковые инфекции: кандидоз, из
заболеваний , вызванных простейшими -- пневмокониоз, криптоспоридиоз, и один
гельминтоз -- стронгилоидоз.
На пятом этапе -- собственно СПИД -- наблюдается полное отсутствие
иммунного ответа. Длительность примерно 1-2 года, непосредственной причиной
смерти являются вторичные инфекции.
Лабораторная диагностика: 1. Скрининг антител против ВИЧ
с помощью иммуноферментного анализа (от начала второго периода и до смерти
инфецированного). Если реакция положительна, ставится повторная с другой
сывороткой и на более совершенной системе (разрешающая способность около 85%).
Затем проводится иммуноблодинг, который совмещает разрешающую способность
электрофореза и иммуноферментного анализа. Мы получаем разгонку антигенов
вируса на геле или бумаге при помощи электрофореза, затем обрабатываем
сывороткой больного и меченой ферментом сывороткой против сыворотки человека.
При подозрении на ВИЧ- инфекцию и при отрицательных реакциях на ВИЧ- 1
используется диагностикум ВИЧ-2. За рубежом также применяется лабораторная
диагностика на нахождение вирусного генома в полимеразной цепной реакции.
Лечение и профилактика. Разработано 3 направления в лечении:
1. этиотропная терапия. Используют следующие препараты: 1. Азидотимизин
(АЗТ), инактивирующий обратную транскриптазу вируса. Этот препарат токсичный и
дорогой, но он продлевает жизнь больному. 2. Альфа - интерферон вместе с АЗТ
удлиняет латентный период, подавляя репликацию.
2. Иммуностимуляция. Вводят интерлейкин -2, интерфероны и иммуноглобулины.
3. Лечение опухолей, вторичных инфекций и инвазий (применяют ацикловир и др).
Профилактика. Только неспецифическая. Кровь для
переливания должна обязательно тестироваться на содержание ВИЧ. Попытки создать
вакцины, в том числе генноинженерия, производящиеся во всем мире пока успеха не
имеют.
